Llum meteorològica / matricial: 42 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Per Gosse Adema Segueix més de l’autor:

En aquest instructiu descric el disseny, la construcció i la programació d'una làmpada de matriu LED. El disseny s’assembla a una làmpada normal, però l’interior ha estat substituït per una matriu de LEDs ws2812. El control es fa mitjançant un Raspberry Pi, de manera que es pot programar el conjunt segons els vostres propis desitjos.

El llum té uns 30 cm d’alçada i un diàmetre de 10 cm. L’exterior consta principalment d’un cilindre de vidre.

Amb més de 40 passos, s'ha convertit en un instructable complet. Comença pel disseny de la làmpada. Això inclou tant el disseny 3D de Fusion 360 com la part elèctrica. Es presta una atenció addicional al consum d'energia dels LED. Per exemple, s’ha dissenyat una placa especial per a la distribució d’energia.

Després del disseny, Instructable continua amb el muntatge de les diverses parts: el suport LED i el peu de la làmpada. El suport LED conté 16 tires amb 18 LED cadascuna, donant un total de 288 LED. La base de la làmpada conté el Raspberry Pi, un petit ventilador i components electrònics addicionals.

A més de dissenyar i construir, es descriu la programació de la làmpada. Això comença amb el control dels LEDs i la recuperació de dades meteorològiques amb Python. Seguit de les diferents funcions de la làmpada.

La funció principal d’aquest llum és mostrar dades meteorològiques. A causa del disseny escollit, és possible utilitzar aquesta làmpada per a altres usos. Com un rellotge o un indicador de xarxes socials (el codi Python per a una llum d’emergència i un llum de lava s’inclou en aquest manual).

Pas 1: primers esbossos i disseny

Fa aproximadament un any vaig fer alguns adorns d'arbres de Nadal il·luminats. Aquests contenien una interfície web per alterar els colors dels LED. En una versió posterior, aquesta interfície web s'ha substituït per l'ús de dades meteorològiques. El color dels LED depèn de la temperatura exterior, i tots els LED tenen el mateix color.

Més tard vaig tenir la idea de fer un "termòmetre". En llegir la temperatura real, mínima i màxima. Tots els LED tindrien colors diferents segons aquests valors. Això mai s'ha convertit en un prototip de treball perquè vaig tenir una altra idea, que va donar lloc a aquesta làmpada de matriu LED. La visualització de dades meteorològiques és només una de les possibilitats.

Mentre feia alguns esbossos, vaig arribar a les funcions següents:

1. Mostra la temperatura actual.
2. Es mostren les temperatures mínimes i màximes esperades.
3. Es mostra la precipitació prevista per a la propera hora (blau = pluja, blanc = neu).
4. Es mostra la velocitat del vent actual i, si és possible, la direcció.

Els dibuixos anteriors són un primer disseny d'aquesta làmpada.

Les possibilitats d’aquest llum no es limiten a mostrar dades meteorològiques. L’ús d’un Raspberry PI proporciona moltes més possibilitats. Com ara un rellotge, un llum de plasma o de lava i diversos indicadors de xarxes socials.

Hi ha dues maneres de col·locar els LED dins d’una làmpada: una quadrícula quadrada o una espiral de LED. La versió en espiral és més fàcil de construir. Però els LED s’inclinen una mica quan s’utilitza una espiral i, per tant, es veu menys bonic. A més, el degradat de color serà més difícil de programar. Per això, he optat per crear una xarxa LED mitjançant tires LED ws2812.

La tira LED ws2812 es col·loca verticalment a través del llum, en forma de zig-zag. Totes les connexions LED es troben a la part superior o inferior del cilindre. Això proporciona espai dins del cilindre per als altres components electrònics.

Com que la primera idea era mostrar dades meteorològiques, he escollit 16 LED per fila. Això permet 16 direccions del vent:

• N
• NNE
• NE
• ENE
• E
• ESE
• SE
• SSE
• S
• SSW
• SW
• WSW
• W
• WNW
• NO
• NNW

L'anterior projecte "Adorn d'arbres de Nadal" s'ha basat en un icosaedre regular, amb una finestra circular per a cada LED. Aquest projecte té una estructura similar per als LED. Però després dins d’un cilindre de vidre.

Pas 2: colors LED

La temperatura durant un any als Països Baixos és aproximadament d'entre -10 i +30 graus centígrads. Pot arribar a fer més calor o fred, però són excepcions. Els colors de temperatura universal són el vermell per al calent i el blau per al fred. He afegit un tercer color: el groc. Això dóna més colors i fa que el degradat sigui més bonic.

Les temperatures mínimes i màximes canvien durant les estacions. Com a resultat, la diferència de temperatura mai és superior a 25 graus. En altres paraules, gairebé la meitat de tota la gamma de colors. Per augmentar aquest rang, es pot utilitzar una escala dinàmica. Per exemple, l’escala pot dependre del mes. El color blau pot ser de 10 graus centígrads a l’estiu i de -10 graus centígrads a l’hivern.

Aquesta escala hauria de canviar lentament. Per exemple:

-10 de gener a +15

Febrer -10 a +15 març -5 a +20 abril -5 a +20 maig 0 a +25 juny +5 a +30 juliol +10 a +35 agost +10 a +35 setembre +5 a +30 octubre 0 a +25 de novembre -5 a +20 de desembre -10 a +15

La traducció entre temperatura i color es pot emmagatzemar en una taula. Com a resultat, es requereix un càlcul mínim. I el llum és fàcil d’adaptar a altres climes. Una taula que fa també és senzill fer petits ajustos en la intensitat del color.

Pas 3: cilindre de vidre

Per a aquest llum s’ha utilitzat un cilindre de vidre. És una peça de recanvi d’una làmpada ben disponible. He comprat el llum a una botiga web holandesa. Té les següents especificacions:

Dimensions: 10 cm de diàmetre a +/- 27 cm d’alçada

Color: blanc lletós Muntatge: forat E27 (ajust normal / gran) 4 cm Material: vidre Observacions: adequat per a làmpades penjants i també per a làmpades de peu. Per un costat hi ha el forat de la connexió i l’altre costat està obert. Termini de lliurament: aproximadament 2 setmanes (d'Àustria)

El cilindre de vidre pertany a làmpades del tipus 'Troy'. Fets per una empresa amb el nom Eglo.

Si el cilindre de vidre no es ven per separat, també és possible comprar la làmpada. Hi ha disponible una versió penjoll i una taula (enllaç EUA, enllaç Regne Unit, enllaç UE).

Sempre és possible fer la vostra pròpia versió amb una altra làmpada.

Tot i la senzilla imatge de les dimensions, són correctes. L’alçada és de 270 mm (10,6 polzades) i el diàmetre de 100 mm (3,9 polzades).

Pas 4: interfície web de Wemos

Gran Premi al Concurs LED 2017

Accèssit al concurs Raspberry Pi 2017